FR2979997A1 - Procede de fabrication d'une fibre optique et fibre optique - Google Patents

Abstract

Il est fourni un procédé de fabrication d'une fibre optique (1) qui comprend une première étape d'étirage d'une ébauche de fibre optique en une fibre de verre (10) et de dépose d'un revêtement de fibre (20) sur la circonférence externe de la fibre de verre pour former une fibre optique parente ; une seconde étape de découpe de la fibre optique parente en une pluralité de fibres optiques individuelles ; une troisième étape de détermination sur au moins un point de la fibre optique parente, d'une résistance à la rupture F1 et d'une durée de rupture T ; une quatrième étape de détermination d'une résistance à la rupture F2 de chacune des fibres optiques individuelles ; et une cinquième étape de sélection d'une fibre optique présentant une résistance à la rupture F2 de 5,5 kgf ou supérieure à partir des fibres optiques individuelles découpées à partir de la fibre optique parente dont la résistance à la rupture F1 et la durée de rupture T satisfont l'inégalité T > 2,6x10 x exp(4,736 x F1).

Description

ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une fibre optique et une fibre optique. Description de l'art apparenté Il est nécessaire, pour des fibres optiques utilisées en général dans des systèmes de transmission optique, de garantir une fiabilité mécanique à long terme, par exemple pendant 20 ans, dans l'environne- 10 ment de l'utilisation. La fiabilité mécanique (durée de vie et probabilité de rupture) est par conséquent calculée pour une fibre optique sur la base du coefficient de fatigue et de la force de triage mesurés de la fibre optique et de la contrainte appliquée à la fibre optique dans l'environnement de l'utilisation. On utilise principalement pour évaluer la fiabilité mécanique, la 15 valeur du coefficient de fatigue statique ou du coefficient de fatigue dynamique, la force de triage et la fréquence de rupture alors que l'on n'utilise pas la durée de rupture et la résistance à la rupture. Comme les réseaux fibre-à-domicile (FTTH) ont été récemment développés, l'installation de lignes de transmission par fibre optique pour 20 des systèmes d'accès a augmenté. Il est difficile dans des systèmes d'accès de contrôler l'installation pour des supports de communication. De plus, les possibilités pour les utilisateurs de manipuler les fibres optiques dans leurs locaux ou semblables ont augmenté. Il est important dans de tels systèmes d'accès ou de locaux que les fibres 25 optiques puissent être vrillées ou étagées lors de l'installation et la manipulation, et une contrainte excessive peut ainsi être temporairement appliquée aux fibres optiques. Comme décrit dans W. Griffioen, et al, "Reliability of Bend Insensitive Fibers", Proceedings of the 58th IWCS/IICIT, pages 251-257 30 (2009), on sait que la résistance intrinsèque du verre ou de la fibre ontique influence la probabilité de rupture lorsqu'une fibre optique est courbée autour d'un petit rayon (par exemple d'un rayon de courbure de mm ou inférieur). On ne connait cependant pas une fibre optique dont la durée de rupture est garantie lorsqu'elle est courbée autour d'un petit 35 rayon et tin procédé de fabrication de celle-ci.

Les publications de demandes de brevets japonais publiées avant examen n° 6-230053 et 2005-55779 citent chacune que le coefficient de fatigue de la fibre optique peut être amélioré en contrôlant le pH du revêtement de fibre. Le coefficient de fatigue ne peut pas cependant toujours être amélioré en contrôlant uniquement le pH. La résistance à la rupture et la durée de rupture au moment de la courbure autour d'un petit rayon ne sont de plus pas étudiées dans ces documents. La publication de la demande de brevet japonais publiée avant examen n° 2006-215445 cite qu'il est possible, en fixant la teneur en tétraéthoxysilane à de 0,1 partie en masse à 3,0 parties en masse et la teneur en diéthylamine à de 0,001 partie en masse à 0,2 partie en masse dans un revêtement primaire qui est une partie d'un revêtement de fibre et qui est en contact avec la circonférence externe d'une fibre de verre, d'éviter la réduction de la résistance de la fibre de verre dans le procédé de nettoyage de la surface de la fibre de verre après que le revêtement de la fibre a été éliminé. Cependant, en ajoutant un additif à base d'amine, tel que la diéthylamine, au revêtement primaire, la basicité du revêtement primaire photodurci augmente et il en résulte que la fiabilité à long terme de la fibre optique est plutôt abaissée. La résistance à la rupture et la durée de rupture au moment de la courbure autour d'un petit rayon ne sont de plus pas étudiées dans ce document. Comme décrit ci-dessus, il n'existe pas d'accumulation suffisante de connaissance quant à la durée de rupture lorsque des fibres optiques sont courbées autour d'un rayon excessivement petit. Une fibre optique dont la durée de rupture est garantie au moment de la courbure autour d'un petit rayon ou un procédé de fabrication de celle-ci ne sont pas connus. De plus h résistance à la rupture et la durée de rupture au moment de la courbure autour d'un petit rayon n'ont pas été étudiées.

RESUME DE L'INVENTION Un objet de la présente invention est de fournir une fibre optique ou: n'atteint pas un stade de rupture memo lorsqu'elle est temporairement courbée autour d'un petit rayon, et un procédé de fabrication d'une telle fibre optique.

Un procédé de fabrication d'une fibre optique selon la présente invention, lequel est un procédé de fabrication d'une fibre optique présentant un revêtement de fibre sur la circonférence externe d'une fibre de verre, comprend (1) une première étape d'étirage d'une ébauche de fibre optique en une fibre de verre et de dépose d'un revêtement de fibre sur la circonférence externe de la fibre de verre pour former une fibre optique parente, (2) une seconde étape de découpe de la fibre optique parente en une pluralité de fibres optiques individuelles, (3) une troisième étape de détermination sur au moins un point de la fibre optique parente d'une résistance à la rupture Fl, laquelle est la tension à laquelle la fibre optique parente rompt lorsque la tension de la fibre optique parente augmente à une vitesse de test de tension de 1 %/min, et d'une durée de rupture T, laquelle est la durée jusqu'à ce que la fibre optique parente enroulée sur un mandrin d'un rayon de 1,3 mm rompt, (4) une quatrième étape de détermination d'une résistance à la rupture F2 de chacune de la pluralité des fibres optiques individuelles, et (5) une cinquième étape de sélection d'une fibre optique présentant une résistance à la rupture F2 de 5,5 kgf ou supérieure parmi les fibres optiques individuelles découpées à partir de la fibre optique parente dont la résistance à la rupture Fl [kgf] et la durée de rupture T [min] satisfont l'inégalité T > 2,6 x 10-11 x exp(4,736 x F1).

De préférence, dans le procédé de fabrication d'une fibre optique selon la présente invention, la concentration en OH de l'ébauche de fibre optique dans une région s'étendant à partir de la circonférence externe de l'ébauche de fibre optique vers l'intérieur jusqu'à un diamètre interne de 0,98. Dl, où Dl est le diamètre externe de l'ébauche de fibre optique, est de 10 ppm à 10 000 ppm en masse, et une résine destinée à former un revêtement primaire qui est une partie du revêtement de fibre et qui est en contact avec la circonférence externe de la fibre de verre, présente, avant d'être photodurcie, une teneur en humidité de 50 ppm à 20 000 ppm en masse, et un pH de 7 ou inférieur. Le taux de diminution de la quantité d'un agent de couplage de silane n'ayant pas réagi contenu dans le revêtement primaire est de préférence dans la troisième étape inférieur à 0,1 jours. De préférence dans le procede de fabrication d'une fibre optique selon la présente invention, une résine destinée à former le revêtement primaire, contient, avant d'être photodurcie, de 0,1 % à 10 en masse de tétraéthoxysilane n ayant pas réagi auquel aucun oligomère n'est ajouté et 0,001 c/b en masse ou moins d'un additif a base d'amine. Encore plus avantageusement, la résine destinée à former le revêtement primaire contient, avant d'être photodurcie, de 0,3 % à 2 J/0 en masse de tétraéthoxysilane n'ayant pas réagi auquel aucun oligomère n'est ajouté. De préférence, dans le procédé de fabrication d'une fibre optique selon la présente invention, le revêtement primaire présente, après avoir été photodurci, une contrainte d'allongement à la rupture de 1,5 MPa ou supérieure. De préférence, une résine destinée à former le revêtement primaire, contient, avant d'être photodurcie, de 5 % à 15 % en masse d'un monomère N-vinylique ; et le revêtement primaire présente, après avoir été photodurci, un module de Young de 0,2 MPa à 1 MPa, et un revêtement secondaire entourant le revêtement primaire présente un module de Young de 800 MPa ou supérieur. Une fibre optique selon la présente invention comprend un revêtement de fibre disposé sur la circonférence externe d'une fibre de verre, dans laquelle la concentration en OH de la fibre de verre dans une région s'étendant à partir de la circonférence externe de la fibre de verre vers l'intérieur jusqu'à un diamètre interne de 0,95.d1, où dl est le diamètre externe de la fibre de verre, est de 10 ppm à 1 000 ppm en masse, et une résistance à la rupture F [kgf], laquelle est la tension à laquelle la fibre de verre rompt lorsque la tension est augmentée à une vitesse de test de tension de 1 %/min, et une durée de rupture T [min], laquelle est la durée jusqu'à ce que la fibre optique enroulée sur un mandrin d'un rayon de 1,3 mm rompt, satisfont les inégalités T> 2,6 x 10-11 x exp(4,736 x F) et F> 5,5. De préférence, dans la fibre optique selon la présente invention, une résine destinée à former le revêtement primaire présente une teneur en humidité de 50 ppm à 20 000 ppm en masse avant d'être photodurcie, et un pH de 5 ou inférieur après avoir été photodurci. Le taux de diminution de la quantité d'un agent de couplage de silane n'oyant pas réagi contenu dans le revêtement primaire est de préférence inférieur a 0,117 jours.

Dans la fibre optique selon la présente invention, le reveteme.nt primaire' présente, après avoir été photodurci, de préférence une contrainte d'allongement à la rupture de 1,5 MPa ou supérieure. Le revêtement primaire présente, après avoir été photodurci, de préférence une fraction de gel dans l'intervalle de 80 dd à 95 0. De préférence, le diamètre externe du revêtement de fibre est de 210 uni ou inférieur et l'épaisseur d'un revêtement secondaire est de 10 lm ou supérieur. Le coefficient de fatigue dynamique est de préférence de 20 ou supérieur. La contrainte de compression est de plus de préférence communiquée à la circonférence externe. On peut selon la présente invention éviter la rupture de la fibre optique même lorsque la fibre optique est temporairement courbée autour d'un petit rayon. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un graphique représentant la relation entre la charge et le rayon de courbure d'un câble de connexion et d'un câble pour un câblage intérieur, présentant chacun un diamètre externe de 3 mm ; la figure 2 est un graphique représentant la relation entre le rayon de courbure et la probabilité de rupture de fibres optiques ; la figure 3 est un graphique représentant la relation entre la résistance moyenne à la rupture et la durée moyenne de rupture de fibres optiques ; et la figure est une vue transversale d'une fibre optique selon un mode de réalisation de la présente invention.

DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES On décrira ci-dessous en faisant référence aux dessins des modes de réalisation de la présente invention. Les dessins sont uniquement destinés à des fins illustratives et l'invention n'est pas limitée aux dessins. Les constituants identiques sont désignés dans les dessins par des signes de référence identiques et les descriptions dupliquées sont omises. Les dimensions ne sont pas nécessairement précises dans les dessins. Des câbles optiql.es d'un diamètre externe de 4,8 mm ou 3,0 mm sont utilisables comme câbles à usages multiples destinés à un câblage intérieur. La figure 1 est un graphique représentant lu relation entre la charge et le rayon de courbure, lesquels sont obtenus en réalisant un test d'écrasement (comprenant une courbure en forme de U) pour chacun d'un câble de connexion utilisé en général et d'un câble destiné à un câblage intérieur d'un diamètre externe de 3 mm, lesquels sont facilement courbés autour d'un petit rayon. Le câble destiné à un câblage intérieur présente une rigidité plus élevée que le câble de connexion. Cependant, pour les deux, lorsque la charge augmente, le rayon interne à la positon de courbure (extrémité en forme de U) diminue, et le rayon minimal R de la fibre optique à l'intérieur du câble optique lorsque le câble supérieur et le câble inférieur sont en contact l'un avec l'autre est de 1,3 mm. Comme il est clair à partir du graphique, il est important qu'une contrainte de courbure temporaire avec un rayon de courbure allant jusqu'à 1,3 mm puisse être appliquée à la fibre optique pendant l'installation et la manipulation. La figure 2 est un graphique représentant la relation entre le rayon de courbure et la probabilité de rupture de fibres optiques. Comme représenté dans la figure 2, dans le cas où une fibre optique est courbée autour d'un petit rayon, par exemple avec un rayon de courbure de 2,4 mm ou inférieur, la rupture dépendant de la résistance intrinsèque du verre prédomine par rapport à la rupture due à la dilatation de fissures en surface définie par le coefficient de fatigue. On sait de manière empirique que la rupture d'une fibre optique lorsqu'elle est courbée autour d'un petit rayon a lieu instantanément ou en l'espace de quelques minutes. On ne connaît pas de procédé pour déterminer la durée de rupture et on souhaite un procédé d'alimentation stable en une fibre optique qui peut résister à une contrainte excessive temporaire. La fibre optique et le procédé de fabrication d'une fibre optique selon la présente invention peuvent répondre à une telle demande et la fibre optique ne rompt p35 et peut résister à la contrainte jusqu'à ce que la contrainte soit liberee mémo dans le cas où une contrainte de courbure excessive est appliquée à la fibre optique. Les présents inventeurs ont trouvé que dans le cas où des revetements de fibres de fibres optiques présentent la mémo composition de résine, là durée de rupture d'une région de fibre optique sur laquelle est appliquée une contrainte importante avec un rayon de courbure de 2/1 mm ou inférieur est corrélée avec la résistance à la rupture par traction de la fibre optique. La figure 3 est un graphique représentant la relation entre la résistance moyenne à la rupture et la durée moyenne de rupture de fibres optiques. Dans ce cas, 28 ébauches (préformes) de fibres optiques ont été tirées pour former des fibres optiques. La résistance à la rupture (c'est-à-dire la tension à laquelle la fibre optique rompt lorsque la tension de la fibre optique augmente à une vitesse de test de tension de 1 a/0/min) et la durée de rupture (c'est-à-dire la durée jusqu'à ce que la fibre optique enroulée sur un mandrin d'un rayon de 1,3 mm rompt) des fibres optiques ont été mesurées et on a calculé pour chaque ébauche la résistance moyenne à la rupture et la durée moyenne de 15 valeurs mesurées. Comme représenté dans la figure 3, la résistance moyenne à la rupture et la durée moyenne de rupture sont nettement corrélées l'une avec l'autre. La relation entre les deux peut être en général exprimée par l'équation (1) T > A x exp(B x Fl) (1) dans laquelle Fl est la résistance moyenne à la rupture [kgf], T est la durée moyenne de rupture [min] et A et B sont des facteurs. Lorsqu'il est possible d'obtenir une fibre optique présentant une durée de rupture de 5 minutes ou supérieure lorsqu'elle est courbée autour d'un petit rayon, on pense que la rupture peut être évitée pendant cette période même lorsque la fibre optique est temporairement courbée autour d'un petit rayon, par exemple en étant vrillée ou étagée lors de l'installation et de la manipulation. De plus, comme il est clair à partir de la figure 3, afin d'obtenir une fibre optique présentant une durée de rupture de 5 minutes ou supérieure à un rayon de courbure de 1,3 mm, la résistance à la rupture doit être de 5,5 kgf ou supérieure. Comme décrit ci-dessus, une durée de rupture prédéterminée peut être garantie en déterminant la résistance moyenne à la rupture et la durée moyenne de rupture d'une ou de plusieurs ébauches, confirmant que les valeurs résultantes satisfont la relation (équation (1)) et contrôlant la résistance à la rupture des fibres optiques individuelles. En utilisant une fibre optique (représentée par la ligne solide dans la figure 3) qui satisfait [inégalité (2) T > 2,6 x 10 - x exp(4,736 x F1) (2) et qui présente une résistance à la rupture de 5,5 kgf ou supérieure, on peut en particulier obtenir une durée de rupture de 5 minutes ou supérieure même à un rayon de courbure. de 1,3 mm. Il est ainsi possible de choisir et d'utiliser des fibres optiques qui ne rompent pas jusqu'à ce qu'une contrainte de courbure temporairement e>cessive soit libérée. Un procédé de fabrication d'une fibre optique selon la présente 5 invention, iequel est un procédé de fabrication d'une fibre optique présentant un revêtement de fibre sur la circonférence externe d'une fibre optique comprend (1) une première étape d'étirage d'une ébauche de fibre optique en une fibre de verre et de dépose d'un revêtement de fibre sur la circonférence externe de la fibre de verre pour former une fibre 10 optique parente, (2) une seconde étape de découpe de la fibre optique parente en une pluralité de fibres optiques individuelles, (3) une troisième étape de détermination de la résistance à la rupture Fi et de la durée de rupture T, sur au moins un point de la fibre optique parente, (4) une quatrième étape de détermination de la résistance à la rupture F2 de 15 chacune de la pluralité des fibres optiques individuelles, et (5) une cinquième étape de sélection d'une fibre optique présentant une résistance à la rupture F2 de 5,5 kgf ou supérieure à partir des fibres optiques individuelles découpées à partir de la fibre optique parente dont la résistance à la rupture Fi [kgf] et la durée de rupture T [min] satisfont 20 l'inégalité (2). La figure 4 est une vue transversale d'une fibre optique 1 selon un mode de réalisation de la présente invention. La fibre optique 1 comprend un revêtement de fibre 20 disposé sur la circonférence externe d'une fibre de verre 10. La fibre de verre 10 comprend un noyau 11 et une 25 gaine 12. Le revêtement de fibre 20 comprend un revêtement primaire en contact avec la circonférence externe de la fibre de verre et un revêtement secondaire 22 entourant le revêtement primaire 21. Lorsque la résistance à la rupture F2 d'une fibre optique est de 5,9 kgf ou supérieure à une vitesse de test de traction de 1 %/min, on 30 peut obtenir une durée de rupture de 30 minutes ou supérieure même à un rayon de courbure de 1,3 mm. Lorsque la résistance à la rupture F2 d'une fibre optique est de 6,0 kgf ou supérieure à une vitesse de test de traction de 1 66/min, on peut obtenir une durée de rupture de 60 minutes ou supérieure même à un rayon de courbure de 1,3 mm. De plus, en 35 utilisant une fibre optique (représentée par la ligne en pointillés dans la figure 3) qui satisfait l'inégalité (3) T > 4,6 x 10 x exp(4,736 x Fl) (3) et qui présente une résistance à la rupture de 5,5 kgf ou supérieure, on ne peut pas obtenir une durée de rupture de 10 minutes ou supérieure même à un rayon de courbure de 1,3 mm. Dans ces cas, une contrainte de courbure temporairement excessive peut être libérée avant les fractures de la fibre optique. Les facteurs A et B dans l'équation (1) représentant la corrélation entre la résistance moyenne à la rupture et la durée moyenne de rupture varient selon les conditions d'étirage, les conditions du revêtement avec une résine, la composition de résine, et la durée écoulée à partir de l'étirage. Les présents inventeurs ont cependant confirmé que lorsque la concentration en OH dans une région au voisinage de la circonférence externe de l'ébauche optique est de 10 ppm à 10 000 ppm en masse, le revêtement primaire 21, avant d'être photodurci, présente une teneur en humidité de 50 ppm à 20 000 ppm en masse, et la résine présente un pH de 7 ou inférieur, l'inégalité (2) peut être satisfaite en général avec un rendement de 75 % ou supérieur. Dans la fibre optique 1, la concentration en OH de la fibre de verre 10 au voisinage de la surface circonférentielle externe est de préférence de 10 ppm à 1 000 ppm en masse. Dans un verre synthétique qui ne contient pas de métal alcalin, alors qu'une très faible quantité de OH n'affecte pas directement la rupture du verre, elle peut promouvoir une réaction de déshydratation-condensation entre la couche de surface de verre et un agent de couplage de silane, étant ainsi avantageuse d'un point de vue de l'augmentation de la résistance du verre. Cependant, lorsque la concentration en OH est excessivement élevée, le facteur d'intensité de contrainte des microfissures augmente, résultant en des diminutions de la résistance à la rupture et du coefficient de fatigue. La concentration en OH de la fibre de verre 10 au voisinage de la surface circonférentielle externe est par conséquent de préférence de 1 000 ppm en masse ou inférieure. En particulier, la concentration en OH de la fibre de verre dans une région s'étendant à partir de la circonférence externe de la fibre de verre vers l'intérieur jusqu'à un diamètre interne de 0,95 dl, où dl est le diamètre externe de la fibre de verre, est de préférence de 10 ppm à 1 000 ppm en masse.

Il peut y avoir un cas dans lequel il est difficile de détecter la concentration en OH au voisinage de la surface circonférentielle externe de la fibre du verre 10 en raison d'une faible résolution spatiale dans un autre procédé dans lequel on utilise une absorption d'infrarouge. On peut par conséquent y remédier d'une autre manière en mesurant la concentration en OH au voisinage de la surface circonférentielle externe de l'ébauche de fibre optique avant l'étirage (par exemple une région s'étendant à partir de la circonférence externe de l'ébauche de fibre optique vers l'intérieur jusqu'a un diamètre interne de 0,98 Dl, où Dl est le diamètre externe de l'ébauche de fibre optique). Dans ce cas, puisque OH diffuse dans le procédé de formation d'une fibre optique, la concentration en OH dans la surface circonférentielle externe de l'ébauche de fibre optique se trouve de préférence dans un intervalle de 10 ppm à 10 000 ppm en masse. La concentration en OH est encore mieux de 10 ppm à 1 500 ppm en masse. On peut utiliser comme fibre optique 1, une fibre optique avec une faible perte par courbure, laquelle présente un profil d'indice de réfraction de type étape, de type W ou de type fossé. De plus, on peut également utiliser une fibre optique dans laquelle l'indice de réfraction est contrôlé par des trous d'air ou un groupe de microvides. La perte par courbure peut être dans une fibre optique de type fossé réduite tout en maintenant le même diamètre de champ de mode, lequel définit la perte crépissage, comme celle d'une fibre monomode utilisée en général conformément à G.652. Il est de plus également possible en ajustant de manière appropriée le profil d'indice de réfraction de réaliser une fibre optique présentant une faible perte par courbure, par exemple une perte de transmission de 0,15 dB/tour ou inférieure à une longueur d'onde de 1 550 nm même avec un faible rayon de courbure de 10 ou 5 mm. La fibre optique 1 est fabriquée par le procédé décrit ci-dessous.

Dans un premier temps, un noyau dans lequel de la lumière est guidée, est produit par un procédé de synthèse de verre en phase vapeur, tel qu'un VAD, OVD, NICVD ou PCVD, et une couche de manteau est formée sur la circonférence externe du noyau par VAD, OVDE, APVD, dans un procédé barre-dans-affaissement ou semblable. Une ébauche de fibre optique est par-là produite. Une couche de gi-'-ine optique intermédiaire peut de plus être disposée entre le noyau et le manteau par VAD, OVD, N1CVD, un procédé barre-dans-affaissement ou semblable. L'ébauche de fibre optique ainsi produite est placée dans une tour d'étirage, et l'extrémité nférieure de celle-ci est chauffée jusqu'au point de travail ou supérieur. Le verre fondu résultant (goutte de verre) est étiré de manière appropriée pour filer une fibre optique. La fibre optique filée, avec son diamètre externe contrôlé, entre à travers des filières pour un revêtement de la fibre optique avec une résine, dans un four aux UV pour durcir la résine et semblable afin de former une fibre optique revêtue et la fibre optique revêtue est enroulée sur une bobine d'enroulement.

Un revêtement de fibre 20 est en général disposé dans la fibre optique 1 sur la circonférence externe de la fibre de verre 10. Le revêtement de fibre 20 présente une structure bicouche comprenant un revêtement primaire 21 qui évite qu'une force externe n'agisse directement sur la fibre de verre 10 et un revêtement secondaire 22 qui évite des fissures externes. Des filières pour les revêtements primaire et secondaire peuvent être disposées en série. Un jeu de filière qui introduit deux couches simultanément peut sinon être utilisé pour le revêtement. Dans ce cas, le coût de la construction de la tour d'étirage peut être abaissé puisque la hauteur de la tour d'étirage peut être diminuée.

De plus, on peut contrôler la température de surface de la fibre de verre 10 à une température appropriée lorsque la fibre de verre 10 entre dans les filières en disposant un appareil qui contrôle la vitesse de refroidissement de la fibre de verre filée 10 entre la tour d'étirage et les filières. Le nombre de Reynolds du gaz à faire écouler dans l'appareil qui contrôle la vitesse de refroidissement est avantageusement aussi faible que possible puisque la modulation due à l'apparition d'une turbulence à appliquer à la fibre filée est réduite. De plus, en contrôlant la vitesse de refroidissement de la fibre de verre, la dispersion Rayleigh peut etre réduite, et il est également possible d'obtenir une fibre de verre présentant une faible perte de transmission. Dans le four aux UV destiné à durcir la résine, on peut contrôler la vitesse de durcissement c1t la résine de manière appropri.,,,- on contrôlant en retour la température intérieure du four, en plus de l'intensité de la lumière UV. Un magnétron ou un UV LED est utilisable comme four UV. Dans le cas où l'on utilise un UV LED, li est fourni séparément un mécanisme qui envoie de l'air chaud dans le four de sorte que la température interne du four soit appropriée puisque la source de lumière elle-même ne produit pas de chaleur. Les constituants détachés de la résine adhèrent de plus à la surface interne du tube de four du four UV et à puissance de la lumière UV atteignant le revêtement est modifiée pendant l'étirage. Le degré de diminution de la puissance de la lumière UV pendant l'étirage peut par conséquent être contrôlé à l'avance et la puissance de la lumière UV peut être ajustée selon la durée d'étirage de sorte que la puissance de la lumière UV appliquée au revêtement peut être constante. De plus, la lumière UV fuyant du tube de four peut être contrôlée et le contrôle peut être réalisé de sorte que la puissance de la lumière UV appliquée au revêtement puisse être constante. Il est par-là possible d'obtenir une résistance à la rupture qui est uniforme sur la longueur totale de la fibre de verre. Afin d'assurer une résistance aux fissures externes, le revête- ment secondaire 22 parmi les deux couches de revêtement est de préférence fixé pour présenter une épaisseur appropriée. L'épaisseur du revêtement secondaire 22 est en général de préférence de 10 pm ou supérieure et encore mieux de 20 pm ou supérieure. Dans la fibre optique 1 ainsi produite et enroulée sur la bobine d'enroulement, le revêtement est si nécessaire coloré. La fibre optique 1 est utilisée comme un produit final, tel qu'un câble optique ou un cordon optique. Dans le test de résistance à la rupture utilisant une fibre optique avant et après la coloration, une contrainte de traction est appliquée dans une direction axiale par rapport à la fibre optique dans un environnement d'une température de 25°C et d'une humidité de 50 %, et la résistance à la traction à laquelle la fibre optique rompt est surveillée. Dans le cas où un glissement dans la direction axiale a lieu au moment de l'application d'une contrainte de traction à la fibre optique, la résistance à la rupture est avantageusement corrigée de manière appropriée. Bien que la longueur de la fibre optique à utiliser dans le test de résistance à la rupture puisse être modifiée selon l'appareil, la longueur se trouve avantageusement dans l'intervalle de 5 m à 30 in en termes de facilité de test. On préfère une mesure avec une longueur de 25 m ou de 5 m.

La vitesse de test de tension est un rapport d'allongement de la fibre optique par minute. Dans le cas où l'allongement par minute est de 25 mm dans un échantillon d'une longueur de 25 m, la vitesse de test de tension est de 1 %/min. La résistance moyenne à la rupture est définie comme la résistance à la traction à laquelle 50 "ï) des fibres optiques rompent lorsque le test de résistance à la rupture est réalisé sur des hantillons (N = 15 ou supérieur). Bien que l'on décrit le cas où la vitesse de test de tension est de 1 %/min dans les modes de réalisation décrits ici, la présente invention peut également être appliquée au cas où la vitesse de test de tension est de 1 %/min ou supérieure. Cependant, lorsque la vitesse de test de tension est élevée, il est possible que la 10 répétabilité des données chute. Dans la mesure de la durée de rupture, utilisant une fibre optique avant ou après la coloration, la fibre optique est enroulée sur un mandrin avec un diamètre prédéterminé et maintenue dans l'environnement d'une température de 25°C et d'une humidité de 50 %, et on 15 surveille la durée à partir de la fin de l'enroulement jusqu'à ce qu'apparaisse la rupture. La durée moyenne de rupture est définie comme la durée jusqu'à ce que 50 % des fibres optiques rompent dans la mesure de la durée de rupture sur des échantillons (N = 15 ou supérieur). Bien que l'on décrit le cas dans lequel le rayon du mandrin sur lequel la fibre 20 optique est enroulée est de 1,3 mm dans le mode de réalisation décrit ici, la même disposition est possible dans le cas où le rayon du mandrin est supérieur ou inférieur à 1,3 mm. Cependant, la durée de rupture peut être facilement garantie en fixant le rayon de courbure à 1,3 mm, lequel est un des rayons de courbure les plus mis en pratique. 25 On décrira ci-dessous les modes de réalisation préférés de la fibre optique ou du procédé de fabrication d'une fibre optique selon la présente invention. On sait que lorsque de l'eau est présente, la rupture du verre augmente en présence d'une contrainte. Cependant pour du verre synthétique classique, une très faible quantité de OH dans la 30 circonférence externe du verre promeut une réaction de déshydratation- condensation entre la couche de surface de verre et un agent de couplage de silane et la résistance du verre peut plutôt augmenter. D'autre part lorsque la concentration en OH est e>cessivernent élevée, le facteur d'intensité de contrainte des microfissures augmente, résultant en des 35 diminutions de la résistance à la rupture et du coefficient de fatigue. La concentration en OH est par conséquent de préférence de 1 000 ppm en masse ou inférieure. De plus, lorsque la résine du revetr_Ement primaire 21, avant d'être photodurcie, présente une teneur en humidité de 50 ppm à 20 000 ppm on masse, et un pH de 7 ou inférieur, la réaction de l'agent de couplage de silane peut être promue, la résistance du verre peut augmenter, et la durée de rupture lors d'une courbure autour d'un petit rayon peut être étendue. Le pH du revêtement primaire 21, après avoir été photodurci, est encore mieux de 5 ou inférieur. Afin d'ajuster la concentration en OH dans la circonférence externe du verre, on peut utiliser un procédé, dans lequel on réalise un polissage au feu sur une ébauche de fibre optique avant l'étirage en utilisant un brûleur à l'oxyhydrogène. On peut obtenir dans ce cas la concentration souhaitée en OH en ajustant le débit de l'oxygène, le débit de l'hydrogène, le rapport des débits, et la température de surface de l'ébauche. Lorsque la teneur en humidité dans une solution de résine pour le revêtement primaire 21 augmente, la réaction de l'agent de couplage de silane peut encore être promue. Cependant, lorsque la teneur en humidité est excessivement importante à 20 000 ppm en masse ou supérieure, le durcissement de la solution de résine a lieu, ce qui n'est pas souhaitable. Il est possible d'une telle manière d'obtenir une fibre optique qui satisfait l'inégalité (2) à un rendement élevé, augmentant ainsi l'efficacité économique. Le taux de diminution de la quantité d'un agent de couplage de silane n'ayant pas réagi contenu dans le revêtement primaire 21 est de préférence inférieur à 0,1/7 jours. Le tétraéthoxysilane dans la résine du revêtement primaire 21, avant d'être photodurci, peut être détecté par une chromatographie gazeuse. Le tétraéthoxysilane n'ayant pas réagi dans le revêtement primaire 21, après avoir été photodurci, peut également être détecté par chromatographie gazeuse. Une valeur plus précise peut être obtenue en réalisant une détection par chromatographie gazeuse après e> traction. Lorsque la modification de la quantité de l'agent de couplage de silane n'ayant pas réagi dans le revêtement primaire 21, après avoir été photodurci, est importante, la réaction de couplage de silane peut ne pas avoir suffisamment lieu, la résistance à la rupture peut être faible, et la durée de rupture lors d'une courbure autour d'un petit rayon peut être courte dans certains cas. De plus, comme la relation entre la résistance à la rupture et la durée de rupture peut se décaler, un contrôle précis peut devenir difficile. Par conséquent, en choisissant et en utilisant une fibre optique dans laquelle le tauK de diminution de la quantité de l'agent de couplage de silane n'ayant pas réagi contenu dans le revêtement primaire 21 est inférieur à 0,1/7 jours, il est possible d'utiliser uniquement une fibre optique dans laquelle la réaction de couplage de silane a suffisamment lieu et il est possible d'obtenir une fibre optique qui satisfait l'inégalité (2) à un rendement élevé, augmentant ainsi l'efficacité économique. Le taux de diminution est encore mieux inférieur à 0,05/7 jours. La résine destinée à former le revêtement primaire 21 contient, avant d'être photodurcie, de préférence de 0,1 % à 10 % en masse de tétraéthoxysilane n'ayant pas réagi auquel aucun oligomère n'est ajouté et 0,001 % en masse ou moins d'un additif à base d'amine. Le tétraéthoxy- silane n'ayant pas réagi n'est pas incorporé dans le squelette de la résine et agit comme un agent de couplage de silane qui est réactif avec la surface en verre. De plus, puisque le tétraéthoxysilane n'ayant pas réagi est une substance de faible masse moléculaire à laquelle aucun oligomère n'est ajouté, une mobilité élevée dans la résine peut être conservée, la vitesse de la réaction de couplage peut augmenter et le besoin d'un vieillissement ou semblable après l'étirage peut être supprimé. La quantité de tétraéthoxysilane n'ayant pas réagi est encore mieux de 0,3 % à 2 % en masse. Lorsque la quantité de tétraéthoxysilane n'ayant pas réagi est de 10 % en masse ou supérieure, le problème important est que l'aptitude à l'étirage puisse être détériorée. De [AIS, en excluant pratiquement un additif à base d'amine, la quantité de constituant basique dans le revêtement primaire 21 n'augmente pas et la résistance intrinsèque du verre n'est par conséquent pas abaissée. Le revêtement primaire 21 présente de préférence une contrainte d'allongement à la rupture de 1,5 NIPa ou supérieure. En maintenant la contrainte d'allongement à la rupture du revêtement primaire 21 à 1,5 MPa ou supérieure, la couche de résine ne fait pas faut lorsqu'elle est courbée autour d'un petit rayon, par exemple avec un rayon de courbure de 1,3 mm, et la fiabilité mécanique de la fibre optique peut être maintenue lors d'une utilisation réelle après l'installation. La contrainte d'allongement b la rupture du revêtement primaire est encore mieux de 2 MPa ou supérieure et bien mieux encore de 3 MPa ou supérieure. La résine destinée à former le revêtement primaire 21, avant d'être photodurcie, contient de préférence de 5 'Vo n 15 cji1J en masse d'un monomère N-vinylique ; et après avoir été durcie, le revêtement primaire 21 présente un module de Young de 0,2 MPa à 1 MPa, et le revêtement secondaire 22 présente un module de Young de 800 MPa ou supérieur. Le revêtement primaire 21, après avoir été photodurci, présente de plus de préférence une fraction de gel dans l'intervalle de 80 % à 95 %. En fixant la teneur en monomère N-vinylique à de 5 % à % en masse, la contrainte d'allongement à la rupture du revêtement primaire 21 peut être maintenue à 1,5 MPa ou supérieure. La teneur en monomère N-vinylique est de préférence de 7 % à 12 % en masse et la contrainte d'allongement à la rupture est de 3,0 MPa ou supérieure. 15 D'autre part, lorsque l'on ajoute une quantité importante de monomère N-vinylique, il peut y avoir un cas dans lequel le module de Young augmente simultanément. Un module de Young excessivement élevé peut résulter en une perte de transmission due à une microcourbure, ce qui est non souhaitable. En fixant la teneur en monomère N-vinylique dans le revêtement primaire 21 à 15 % en masse ou inférieure, en fixant le module de Young du revêtement primaire 21 à de 0,2 MPa à 1 MPa, et en fixant le module de Young du revêtement secondaire à de 22 à 800 MPa ou supérieur, il est possible d'éviter simultanément une augmentation de la perte de transmission due à une microcourbure. Le module de Young peut être ajusté en ajustant la vitesse d'étirage et la température de la lampe à lumière UV. Dans ce cas, en fixant la fraction de gel du revêtement primaire 21 dans l'intervalle de 80 à 95 %, il est possible d'obtenir de manière stable une fibre optique dont la durée de rupture est longue lors de la courbure autour d'un petit 30 rayon. Le diamètre externe du revêtement de fibre est de !Préférence de 210 pm ou inférieur et l'épaisseur du revêtement secondaire 22 est de 10 pm ou supérieure. Le diamètre externe d'une fibre optique revêtue utilisée en général est de 240 pm à 250 qui. En fixant le diamètre externe 35 d'une fibre optique revêtue à 210 pm ou inférieur tout en satisfaisant l'intervalle de l'inégalité (2), e câblage peut être réalisé dans un espace limité. Dans ce cas, lorsque l'épaisseur vi2 du revêtement secondaire 22 est fixée à 10 uni ou supérieure, des fissures externes peuvent être évitées, ce qui est préférable. L'épaisseur du revêtement secondaire 22 est encore mieux de 15 pm ou supérieure.

Le coefficient de fatigue dynamique est de préférence de 20 ou supérieur. En fixant le coefficient de fatigue dynamique à 20 ou supérieur, non seulement on peut éviter une rupture au moment de la courbure autour d'un petit rayon mais on peut également assurer une fiabilité mécanique à long terme. Le coefficient de fatigue dynamique est encore mieux de 25 ou supérieur. La contrainte de compression est de plus de préférence communiquée à la circonférence externe. En communiquant la contrainte de compression à la circonférence externe de la fibre optique, la contrainte de courbure appliquée à la fibre optique peut être effacée, et la résistance à la rupture peut être significativement augmentée.

Les tableaux I et II résument les données des échantillons de fibres optiques A à N. Dans les tableaux, 51 représente la quantité de l'agent de couplage de silane n'ayant pas réagi dans le revêtement primaire 21 mesurée trois jours après l'étirage. S7 représente la quantité d'agent de couplage de silane n'ayant pas réagi dans le revêtement primaire 21 mesurée 7 jours après la date de la mesure de Si. Tableau I Unité A [°C] 72 [°C] 65 [ppm en masse] 800 [ppm en masse] 6500 [prril 125 [pm] 40 [pm] 20 -.- [ppm en masse] 201)0 [ppm en masse] 5 0,8 [0/0 en masse] [_°/0 en masse] n.d. [MPa] 0.50 1220 88_ [M Pal [%] 4,7 [MPa] 1,8 0,92 [kgf] 5,7 [min] 31 ,Oul [dB/tour] 0,05 [dB/tour] 0,01 [dB/tour] 0,0025 [dB/tour 0,0000.5 unftli-unt.P.::1.1c. externe de l'échantillon) If i r di'Vaklat ir.)r.(je réClhantill2n) (v,i)éui d'évaluati(rn cric l'échantillon) primaire umt-nre trd;trorl 10 - (.---- bxF) Perte trac/ cnulgut, Porto car COI r 125 1200 ; 0,00.8 1)0t) 1.1,0uo:18 j 0,00010 00 Tableau II H 09 50 59 5 14 0,91 [MPa] 0,58 0,62 [MPa] 1220 1200 [%] 88 92 4,7 47 MPa 1,8 2 0,92 :)r-rnaire 5,4 [kgf] 5,3 "I.J11-- (701f i.'r':2fit.101iC: [ppm en 7 9 8 masse] m 125 125 125 JJ 42 40 45 m 18 20 15 [ppm en 30 28 40 masse] [PPrn en 5 5 5 masse en 0,02 0,8 -0 masse en n.d. masse] rjiUII externe t ,)f imaire 0,72 1 Lu 0 n.d. 1220 57 4, / 1,8 0,02 II I j ' tsacstion [min] 0,8 2 4 '36xF) Non Non Hun Nd' !- - , Peri, (". par c. pir [dB/tour [dB/tour dB/tour [dO/tour 0,05 0,01 0,0025 0,00005 0,045 0,009 0,01 0,0025 0,0025 0,00004 0,00001 (),092.3 ")000 5;1 r Unité °C 72 59 ppm en 2 masse Concernant les échantillons des fibres optiques A à N, on a tout d'abord confirmé que le taux de diminution de la quantité de l'agent de couplage de silane (1 ---- S7/51) était inférieur à 0,1/7 jours. On a ensuite mesuré la résistance moyenne à la rupture Fl [kgf] et lu durée moyenne de rupture T [min] une fois sur une bande de fibre optique (fibre optique parente) étirée à partir d'une ébauche de fibre optique et on a déterminé si la résistance à la rupture Fl [kgf] et la durée de rupture T [min] satisfaisaient OU non l'inégalité T > 2,6 x 10 Hx exp(4,736 x F1). Concernant les fibres optiques parentes déterminées comme satisfaisant (0), on a évalué la résistance à la rupture à nouveau sur des fibres optiques individuelles découpées à partir des fibres parentes. Concernant les fibres optiques dans lesquelles F > 5,5 kgf, on a confirmé que la durée de rupture était suffisante pour résister à une courbure temporairement nette (par exemple avec R 1,3 mm) pendant 10 minutes ou plus à un rendement de 99 % ou supérieur. Concernant les fibres optiques dans lesquelles F < 5,5 kgf, on a confirmé que le rendement pour lequel T était de 10 minutes ou supérieur était faible à 16 Wo.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une fibre optique, lequel est un procédé de fabrication d'une fibre optique (1) présentant un revêtement de fibre (20) sur la circonférence externe d'une fibre de verre (10), comprenant : une première étape d'étirage d'une ébauche de fibre optique en une fibre de verre et de dépose d'un revêtement de fibre sur le circonférence externe de la fibre de verre pour former une fibre optique parente ; une seconde étape de découpe de la fibre optique parente en une pluralité de fibres optiques individuelles ; une troisième étape de détermination sur au moins un point de la fibre optique parente d'une résistance à la rupture Fi, laquelle est la tension à laquelle la fibre optique parente rompt lorsque la tension de la fibre optique parente augmente à une vitesse de test de tension de 1 %/min, et d'une durée de rupture T, laquelle est la durée jusqu'à ce que la fibre optique parente enroulée sur un mandrin d'un rayon de 1,3 mm rompt; une quatrième étape de détermination d'une résistance à la rupture F2 de chacune de la pluralité des fibres optiques individuelles ; et une cinquième étape de sélection d'une fibre optique présentant une résistance à la rupture F2 de 5,5 kgf ou supérieure à partir des fibres optiques individuelles découpées à partir de la fibre optique parente dont la résistance à la rupture Fi [kgf] et la durée de rupture T [min] satisfont l'inégalité T> 2,6 x 10 x exp(4,736 x F1).
2. 2. Procédé de fabrication d'une fibre optique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration en OH de l'ébauche de fibre optique dans une région s'étendant à partir de la circonférence. externe de l'ébauche de fibre optique vers l'intérieur jusqu'à un diamètre interne de 0,98.D1, où Di est le diamètre externe de l'ébauche de fibre optique, est de I O ppm à 10 000 ppm en masse ; et une résine destinée à former un revêtement primaire (21) qui est une partie du revêtement de fibre (20) et qui est en contact avec la circonférence externe de la fibre de verre (10) présente, avant d'êtrephotodurcie, une teneur en humidité de 50 ppm à 20 000 ppm en masse, et un pH de 7 ou inférieur.
3. 3. Procédé de fabrication d'une fibre optique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la troisième étape, le taux de diminution de la quantité d'un agent de couplage de silane n'ayant pas réagi contenue dans un revêtement primaire (21) qui est une partie du revêtement de fibre (20) et qui est en contact avec la circonférence externe de la fibre de verre (10) est inférieur à 0,1/7 jours.
4. 4. Procédé de fabrication d'une fibre optique (1) selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que une résine destinée à former un revêtement primaire (21) qui est une partie du revêtement de fibre (20) et qui est en contact avec la circonférence externe de la fibre de verre (10) contient, avant d'être photodurcie, de 0,1 % à 10 % en masse de tétraéthoxysilane n'ayant pas réagi auquel aucun oligomère n'est ajouté et 0,001 % en masse ou moins d'un additif à base d'amine.
5. 5. Procédé de fabrication d'une fibre optique (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la résine destinée à former un revêtement primaire (21) qui est une partie du revêtement de fibre (20) et qui est en en contact avec la circonférence externe de la fibre de verre (10) contient, avant d'être photodurcie, de 0,3 à 2 % en masse de tétraéthoxysilane n'ayant pas réagi auquel aucun oligomère n'est ajouté.
6. 6. Procédé de fabrication d'une fibre optique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que un revêtement primaire (21) qui est une partie du revêtement de fibre (20) et qui est en contact avec la circonférence externe de la fibre de verre (10) présente, après avoir été photodurci, une contrainte d'allongement à la rupture de 1,5 rv1Pa ou supérieure.
7. 7. Procédé de fabrication d'une fibre optique (1) selon la revendication 1., caractérisé en ce que une résine destinée à former un revêtement primaire (21) qui est une partie du revêtement de fibre (20) et qui est contact avec la circonférence .:terne de la fibre de verre (10) contient, avant d'être photodurcie, de 5 ô à 1 5 en masse d'un monomère N-vinylique ; etaprès avoir été photodurci, le revêtement primaire présente un module de Young de 0,2 IMPa à 1 MPa, et un revêtement secondaire (22) entourant le revêtement primaire (21) présente un module de Young dc 800 MPa ou supérieur.
8. 8. Fibre optique (1) comprenant un revêtement de fibre (20) disposé sur la circonférence externe d'une fibre de verre (10), caractérisée en ce que la concentration en OH de la fibre de verre (10) dans une région s'étendant à partir de la circonférence externe de la fibre de verre vers l'intérieur jusqu'à un diamètre interne de 0,95.d1, où dl est le diamètre externe de la fibre de verre, est de 10 ppm à 1 000 ppm en masse ; et une résistance à la rupture F [kgf], laquelle est la tension à laquelle la fibre optique (1) rompt lorsque la tension augmente à une vitesse de test de tension de 1 %/min, et une durée de rupture T [min], laquelle est la durée jusqu'à ce que la fibre optique enroulée sur un mandrin d'un rayon de 1,3 mm rompt, satisfont les inégalités T> 2,6 x 10-11 x exp(4,736 x F) et F> 5,5.
9. 9. Fibre optique (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que une résine destinée à former un revêtement primaire (21) qui est une partie du revêtement de fibre (20) et qui est en contact avec la circonférence externe de la fibre de verre (10) présente une teneur en humidité de 50 ppm à 20 000 ppm en masse avant d'être photodurcie, et un pH de 5 ou inférieur après avoir été photodurcie.
10. 10. Fibre optique (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que le taux de diminution de la quantité d'un agent de couplage de silane n'ayant pas réagi contenue dans un revêtement primaire (21) qui est une partie du revêtement de fibre (20) et qui est en contact avec la circonférence e4erne de la fibre de verre (10) est inférieur à 0,1/7 jours.
11. 11. Fibre optique (1) selon la revendication S, caractérisée en ce que un revêtement pu maire ( ) qui est une partie du revêtement de fibre (20) et qui est en contact avec la circonférence externe de la fibre 35 de verre (10) présente, après avoir été photodurci, une contrainte d'allongement à la rupture de 1,5 MPa ou supérieure.
12. 12. Fibre optique (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que un revêtement primaire (21) qui est une partie du revêtement de fibre (20) et qui est en contact avec la circonférence externe de la fibre de verre (10) présente, après avoir été photodurci, une fraction de gel ans l'intervalle de 80 % à 95 %.
13. 13. Fibre optique (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que le diamètre externe du revêtement de fibre (20) est de 210 pm 10 ou inférieur, et l'épaisseur d'un revêtement secondaire (22) est de 10 pm ou supérieur.
14. 14. Fibre optique (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que le coefficient de fatigue dynamique est de 20 ou supérieur.
15. 15. Fibre optique (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce 15 que la contrainte de compression est communiquée à la circonférence externe.